Identification of Residual Stress Phenomena Based on the Hole Drilling Method in Explosively Welded Steel-Titanium Composite

The hole drilling method was used to determine residual stresses in bimetallic composite manufactured by explosive welding process. The analyzed bimetal consist of titanium Grade 1 (6mm) and S355J2+N steel (40mm). The aim of the paper is to establish the influence of the heat treatment on residual stress state in titanium layer. Residual stress calculations were performed according to standards developed by strain gauge manufacturer (TML) and ASTM standards. The main conclusion is the heat treatment considerably changes the residual stress state in titanium layer from tensile stress state (no heat treatment) to compression stress state (after the heat treatment).

---

W pracy przedstawiono wyniki badań naprężeń resztkowych, wyznaczonych metodą nawiercania, w bimetalu stal-tytan otrzymanego w procesie zgrzewania wybuchowego. Analizowany bimetal to kompozyt stali S355J2+N (40mm) oraz tytanu Grade 1 (6mm). Celem badania było ustalenie wpływu obróbki cieplnej na kierunki i wartości naprężeń własnych w warstwie tytanu. Obliczenia naprężeń resztkowych przeprowadzono przy zastosowaniu: (i) procedury zalecanej przez producenta (TML) zastosowanych rozet tensometrycznych oraz (ii) zaleceń ASTM (American Society for Testing and Materials). W wyniku badań ustalono, że zastosowana obróbka cieplna bimetalu zasadniczo zmienia stan naprężeń własnych w warstwie tytanu. Próbki bez obróbki cieplnej wykazują naprężenia resztkowe rozciągające a w próbkach po obróbce cieplnej panują naprężenia ściskające.